Temperaturmessfühler; Platin-Temperaturfühler Pt100; Temperaturmessung Mit Pt100 / Pt1000; Nicr-Ni Thermoelement (K-Typ) - Hameg HM8112-3 Manual

T e m p e r a t u r m e s s u n g
Umrechnung
°C in K: T = T +273,15 K
[K] [°C]
°K in °C: T = T –273,15 K
[°C] [K]
°C in °F: T = 9/5 x (T
[°F] [°C]
°F in °C: T = 5/9 x (T
[°C] [°F]
Verwendete Abkürzungen und Zeichen:
T Temperatur in Kelvin [K]
[K]
T Temperatur in Grad Celsius [°C]
[°C]
T Temperatur in Grad Fahrenheit [°F]
[°F]
Temperaturmessfühler
Die meist gebräuchlichen Temperaturfühler sind das NiCr-
Ni Thermoelement (K-Type) und der Platin-Temperaturfühler
PT100. Die Kennlinien der Temperaturfühler werden in den
Normen nur über einen bestimmten Bereich definiert. Außer-
halb dieser Bereiche sind keine verlässlichen Werte vorhan-
den. Wird der Messbereich der Temperaturfühler überschrit-
ten, zeigt deshalb das HM8112-3 „Overrange" an.
Platin-Temperaturfühler PT100
Der Platin-Temperaturfühler PT100 ist ein Widerstandssensor.
Aufgrund seiner zeitlichen Konstanz des Widerstandswertes
und der guten Beständigkeit gegen aggressive Medien eignet
sich Platin gut als Widerstandsmaterial für Temperaturfühler.
Eine Änderung der Temperatur bewirkt am Temperaturfühler
eine Änderung des Widerstandes. Der Nominalwiderstand R
beträgt:
= 100 Ω bei T
R = 0 °C
0 0
Der Temperaturbereich zum Einsatz des PT100 erstreckt sich
von –200 °C bis +850 °C.
STOP
Weitere PT Widerstandsfühler gibt es mit der
Bezeichnung Pt10, Pt25, Pt500, Pt1000. Die
Nominalwiderstände betragen hier bei T
entsprechend 10 Ω, 25 Ω, 500 Ω und 1000 Ω. Die
Typen Pt10, Pt25, Pt500 kommen beim HM8112-3
TiPP
nicht zum Einsatz.

Temperaturmessung mit PT100 / PT1000

Messspannung mit I
FUSE
max. INPUT
1A
600V / 1A
rms rms
F250V
Messstrom I
V A
SENSE SOURCE
HI
max. max.
ϑ
Ω,
850 850
Vpk Vpk
LO
max.
250V rms
CAT II
Die gebräuchlichste und genauere Art der Temperaturmessung
ist eine 4-Draht-Widerstandsmessung. Ein konstanter Strom
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fließt von SOURCE des Messgerätes zum PT100. Die
Widerstandsänderung des PT100 ist abhängig von der Tem-
peraturänderung am PT100. Eine Temperaturänderung ruft aber
auch in den Messleitungen eine Änderung des Leitungswider-
standes R hervor. Weil SENSE
L
PT100 abgreift und der Eingangsverstärker des Messeingangs
sehr hochohmig ist, fließt ein vernachlässigbarer kleiner Strom
in den SENSE-Messleitungen (I
18
Änderungen vorbehalten
+32 °F
–32 °F)
= 0 °C
0
= 0
mess
= const
PT100
PT100
24
die Messspannung direkt am
≅0). Somit geht der Span-
mess
nungsabfall über den SENSE-Messleitungen, hervorgerufen
durch den Messstrom, nicht (bzw. vernachlässigbar) in die
Messung mit ein. Auch hat eine Widerstandsänderung von R
in den SENSE-Messleitungen einen nur unmerklichen Ein-
fluss. Durch den Abgriff der Messspannung nach den
SOURCE-Zuleitungen wird nur die Widerstandsänderung des
PT100 erfasst. Die Widerstandsänderung von R
Zuleitungen aufgrund der Temperaturänderung hat ebenfalls
keinen Einfluss auf die Messung.
FUSE
max. INPUT
1A
600V / 1A
rms rms
F250V
V A
SENSE SOURCE
HI
max. max.
ϑ
Ω,
850 850
Vpk Vpk
LO
max.
250V rms
CAT II
Bei nicht so hohen Ansprüchen an die Genauigkeit kann auch
eine 2-Draht-Widerstandsmessung ausreichen. Da sich die
Messstelle mit dem PT100 und das Messgerät meist auf un-
terschiedlichem Temperaturniveau befinden, erfolgt durch
eine Temperaturänderung an den Messleitungen zum PT100
auch eine Änderung des Leitungswiderstandes R
Temperaturabhängigkeit der Zuleitungswiderstände, Thermo-
spannungen und der Spannungsabfall über den Zuleitungs-
widerständen gehen mit in die Messung des PT100 ein.
0

NiCr-Ni Thermoelement (K-Typ)

Der Einsatzbereich eines NiCr-Ni Thermo-Element K-Typ liegt
im Bereich von ca. –270 °C bis +1300 °C.
Das Thermoelement liefert, wie der Name Element schon
andeutet, eine Spannung. Diese temperaturabhängige Span-
nung entsteht an der Kontaktstelle von zwei verschiedenen
Metallen. Sie wird Kontaktspannung oder auch Thermo-
spannung genannt. Durch die immer vorhandene Wärmebe-
wegung der Elektronen im Metallgitter können einige Elek-
tronen an der Metalloberfläche das Gitter verlassen. Dazu wird
Kontaktstelle KS1
Temperatur T
Elektronen im
Metallgitter
Draht NiCr
+2,2 mV/100K
Kontaktstelle KS2
Temperatur T
der SOURCE-
L
R
L
Mess-Spannung
PT100
U
PT100
R
L
>T
KS2 KS1
I
Drift
Draht Ni
–1,9 mV/100K
I
Therm
I1
Drift
I2
Drift
I
Diffusion
KS2
<T
KS2 KS1
L
. Diese
L